Глава 14. Динамическая память

14.1. Распределение памяти 14.2. Функции управление памятью

14.1. Распределение памяти

Память для хранения данных может выделяться как статически, так и динамически [7]. В первом случае выделение памяти выполняет компилятор, встретивший при компиляции объявление объекта. В соответствии с типом встретившегося объекта вычисляется объем памяти, требуемый для его размещения. Класс памяти задает место, где эти объекты (данные) будут располагаться. Это может быть сегмент данных либо стек. Напомним, что стек (магазин, список LIFO – Last In First Out) представляет собой последовательный список переменной длины, в котором включение и исключение элементов производится только с одной стороны. Главные операции при работе со стеком – включение и исключение элемента – осуществляются с вершины стека, причем в каждый момент доступен элемент, находящийся на вершине стека.

Часто возникают ситуации, когда заранее не известно, сколько объектов – чисел, строк текста и прочих данных будет хранить программа. В этом случае используется динамическое выделение памяти, когда память занимается и освобождается в процессе исполнения программы. При использовании динамической памяти (ДП) отпадает необходимость заранее распределять память для хранения данных, используемых программой. Управление динамической памятью – это способность определять размер объекта и выделять для его хранения соответствующую область памяти в процессе исполнения программы.

При динамическом выделении памяти для хранения данных используется специальная область памяти, так называемая «куча» (heap). Объем «кучи» и ее местоположение зависят от модели памяти, которая определяет логическую структуру памяти программы (гл. 8).

Функции, выполняющие динамическое распределение памяти в «куче», и заголовочные файлы, в которых эти функции объявлены, представлены в табл. 14.1.

При каждом обращении к функции распределения памяти выделяется запрошенное число байт. Адрес начала выделенной памяти возвращается в точку вызова функции и записывается в переменную-указатель. Созданная таким образом переменная называется динамической переменной. Распределенная память гарантируется от повторного выделения при следующих обращениях за байтами памяти. Дальнейшая работа с выделенной областью осуществляется через переменную-указатель, хранящую адрес выделенной области памяти. Сама же переменная остается безымянной.

Таблица 14.1

Функция управления памятью	Действие	Заголовочный файл в BC++ 3.1	Заголовочный файл в VC++ 6.0
malloc()	Распределение	stdlib.h alloc.h	stdlib.h malloc.h
calloc()	Распределение
realloc()	Перераспределение
free()	Освобождение

Если выделенный участок памяти больше не требуется, он может быть освобожден. При высокой активности по динамическому распределению памяти «куча» фрагментируется. Для смягчения отрицательных последствий фрагментации служат функции повторного распределения памяти. Они пытаются либо расширить, либо уменьшить размер ранее выделенного блока памяти.